Biologi för Majors II

egenskaper hos amfibier

som tetrapoder kännetecknas de flesta amfibier av fyra välutvecklade lemmar. I vissa arter av salamandrar är bakbenen reducerade eller frånvarande, men alla caecilians är (sekundärt) limbless. En viktig egenskap hos existerande amfibier är en fuktig, permeabel hud som uppnås via slemkörtlar. De flesta vatten tas in över huden snarare än genom att dricka. Huden är också en av tre andningsytor som används av amfibier. De andra två är lungorna och buccal (mun) hålighet. Luft tas först in i munnen genom näsborrarna och skjuts sedan av positivt tryck in i lungorna genom att höja halsen och stänga näsborrarna.

alla bevarade vuxna amfibier är köttätande, och vissa markbundna amfibier har en klibbig tunga som används för att fånga byte. Amfibier har också flera små tänder vid käftarnas kant. I salamandrar och caecilians finns tänder i båda käftarna, ibland i flera rader. I grodor och paddor ses tänder bara i överkäken. Ytterligare tänder, som kallas vomerine tänder, kan hittas i taket i munnen. Amfibiska tänder är pedicellat, vilket innebär att roten och kronan förkalkas, åtskilda av en zon av icke-kalcifierad vävnad.

amfibier har bildbildande ögon och färgseende. Öron är bäst utvecklade i grodor och paddor, som vocalize att kommunicera. Grodor använder separata områden i innerörat för att upptäcka högre och lägre ljud: papilla amphibiorum, som är känslig för frekvenser under 10 000 hertz och unik för amfibier, och papilla basilaris, som är känslig för högre frekvenser, inklusive parningssamtal, överförs från trumhinnan genom stapelbenet. Amfibier har också ett extra ben i örat, operculum, som överför lågfrekventa vibrationer från framben och axlar till innerörat och kan användas för detektering av seismiska signaler.

utveckling av amfibier

fossilregistret ger bevis på de första tetrapoderna: nu utdöda amfibiearter som dateras till nästan 400 miljoner år sedan. Utvecklingen av tetrapoder från LOB-finned sötvattenfiskar (liknande coelacanths och lungfish) representerade en signifikant förändring i kroppsplanen från en anpassad till organismer som andades och simmade i vatten, till organismer som andades luft och flyttade till land; dessa förändringar inträffade under en spännvidd på 50 miljoner år under Devonian period.

Figur 1. Den senaste fossila upptäckten av Tiktaalik roseae föreslår bevis för ett djur mellanliggande till finned fisk och ben tetrapoder. (kredit: Zina Deretsky, National Science Foundation)

akvatiska tetrapoder från Devonian-perioden inkluderar Ichthyostega och Acanthostega. Båda var vattenlevande och kan ha haft både gälar och lungor. De hade också fyra lemmar, med skelettstrukturen hos lemmar som finns i dagens tetrapoder, inklusive amfibier. Lemmarna kunde dock inte dras in under kroppen och skulle inte ha stött sina kroppar väl ur vatten. De bodde förmodligen i grunda sötvattenmiljöer, och kan ha tagit korta markutflykter, ungefär som ”walking” havskatt gör idag i Florida. I Ichthyostega var förbenen mer utvecklade än bakbenen, så det kunde ha dragit sig med när det vågade på land. Vad föregick Acanthostega och Ichthyostega?

år 2006 publicerade forskare nyheter om deras upptäckt av en fossil av en ”tetrapodliknande fisk”, Tiktaalik roseae, som verkar vara en morfologiskt ”mellanliggande form” mellan sarkopterygiska fiskar med fotliknande fenor och tidiga tetrapoder med sanna lemmar (Figur 1). Tiktaalik bodde sannolikt i en grundvattenmiljö för cirka 375 miljoner år sedan. Tiktaalik hade också gälar och lungor, men förlusten av vissa gillelement gav den en nacke, vilket skulle ha gjort det möjligt för huvudet att röra sig i sidled för utfodring. Ögonen var på toppen av huvudet. Den hade fenor, men fästningen av fenbenen på axeln föreslog att de kunde vara viktbärande. Tiktaalik föregick Acanthostega och Ichthyostega, med sina fyra lemmar, med cirka 10 miljoner år och anses vara en riktig mellanliggande klad mellan fisk och amfibier.

de tidiga tetrapoderna som flyttade till land hade tillgång till nya näringskällor och relativt få rovdjur. Detta ledde till den utbredda fördelningen av tetrapoder under den tidiga karbonperioden, en period som ibland kallas ”amfibiernas ålder.”

Paleozoic Era och utvecklingen av ryggradsdjur

när ryggradsdjur uppstod under Paleozoic Era (542 till 251 MYA), klimatet och geografi jorden var väldigt annorlunda. Fördelningen av landmassor på jorden var också mycket annorlunda än idag. Nära ekvatorn var två stora superkontinenter, Laurentia och Gondwana, som inkluderade de flesta av dagens kontinenter, men i en radikalt annan konfiguration (Figur 2). Vid den här tiden var havsnivån mycket hög, förmodligen på en nivå som inte har uppnåtts sedan dess. När Paleozoic utvecklades skapade glaciationer ett svalt globalt klimat, men förhållandena värmdes nära slutet av den första halvan av Paleozoic. Under den senare halvan av Paleozoic, landmassorna började röra sig tillsammans, med den ursprungliga bildandet av ett stort nordligt block som heter Laurasia, som innehöll delar av det som nu är Nordamerika, tillsammans med Grönland, delar av Europa, och Sibirien. Så småningom bildades en enda superkontinent, kallad Pangea, med början i den senare tredjedelen av Paleozoic. Glaciationer började sedan påverka Pangeas klimat och fördelningen av ryggradsliv.

Figur 2. Paleozoic kontinenter. Under den paleozoiska eran, för cirka 550 miljoner år sedan, bildades kontinenten Gondwana. Både Gondwana och kontinenten Laurentia var belägna nära ekvatorn.

under den tidiga Paleozoiken var mängden koldioxid i atmosfären mycket större än den är idag. Detta kan ha börjat förändras senare, eftersom markväxter blev vanligare. När landväxternas rötter började infiltrera sten och jord började bildas drogs koldioxid ut ur atmosfären och fastnade i berget. Detta minskade nivåerna av koldioxid och ökade nivåerna av syre i atmosfären, så att i slutet av Paleozoic liknade atmosfäriska förhållanden dagens.

när växter blev vanligare genom den senare halvan av Paleozoic började mikroklimat dyka upp och ekosystemen började förändras. När växter och ekosystem fortsatte att växa och bli mer komplexa flyttade ryggradsdjur från vattnet till land. Närvaron av Strandlinje vegetation kan ha bidragit till förflyttning av ryggradsdjur på land. En hypotes tyder på att fenorna hos vattenlevande ryggradsdjur användes för att manövrera genom denna vegetation, vilket gav en föregångare till rörelsen av fenor på land och utvecklingen av lemmar. Den sena Paleozoic var en tid för diversifiering av ryggradsdjur, eftersom amnioter uppstod och blev två olika linjer som gav upphov till å ena sidan däggdjur och å andra sidan reptiler och fåglar. Många marina ryggradsdjur utrotades nära slutet av Devonian-perioden, som slutade för cirka 360 miljoner år sedan, och både Marina och terrestriska ryggradsdjur decimerades av en massutrotning under den tidiga permiska perioden för cirka 250 miljoner år sedan.

Bidra!

förbättra denna sidalär dig mer